[發(fā)明專利]考慮熱損非線性的變流量變溫度區(qū)域供熱系統(tǒng)調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110454066.8
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113108353B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮皓清;董祥飛;盧文強
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州鴻晟電力設(shè)計咨詢有限公司
• 主分類號: F24D3/02
• 分類號: F24D3/02;F24D3/08;F24D3/10;F24D19/10
• 代理公司: 杭州創(chuàng)智卓英知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33324
• 代理人: 張迪

1.一種考慮熱損非線性的變流量變溫度區(qū)域供熱系統(tǒng)調(diào)度方法，應(yīng)用于區(qū)域供熱系統(tǒng)，區(qū)域供熱系統(tǒng)包括熱源、管道和用戶；其特征在于，所述方法包括：

建立供熱管網(wǎng)模型，將所述熱源、所述用戶分別設(shè)為不同的節(jié)點，通過所述管道相連，事先確定所述熱源、所述用戶以及管道的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定每段管道的長度L、熱水流量的上下限m_max、m_min；熱水溫度的上下限T_max、T_min；管道所處的環(huán)境溫度T_a、熱源供水溫度以及回水溫度

根據(jù)建立的供熱管網(wǎng)模型，構(gòu)建供熱最優(yōu)調(diào)度策略的目標(biāo)函數(shù)與約束條件；

通過McCormick Envelope優(yōu)化方法，對目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行處理，將非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題；

對構(gòu)建的線性優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到在滿足所述約束條件的情況下，使得供熱的管道熱損耗最小時各個管道的流量和水溫，獲得供熱最優(yōu)調(diào)度策略；

所述區(qū)域供熱系統(tǒng)基于供熱最優(yōu)調(diào)度策略進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度；

所述供熱最優(yōu)調(diào)度策略的目標(biāo)函數(shù)為供熱管網(wǎng)熱損耗最小，即

其中，m_e表示管道e中熱水的質(zhì)量流量，T_e^start和T_e^end分別表示管道的始端和末端的熱水溫度，T_a表示管道所處的環(huán)境溫度，為一個常數(shù)，其中λ是管道的傳輸阻抗，L是管道的長度，C_p是熱水的比熱容；

所述通過McCormick Envelope優(yōu)化方法，將管道流量分段，對目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行處理，將非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題還包括：

對目標(biāo)函數(shù)中熱量損失的非線性問題，即中出現(xiàn)了項，使目標(biāo)函數(shù)非線性，則考慮式：

引入新的決策變量并且引入新的約束條件：

上式則為線性的約束條件，即通過新引入的變量完成了將原來非線性的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為線性的目標(biāo)函數(shù)的過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建供熱最優(yōu)調(diào)度策略的約束條件包括供需能量平衡約束、管網(wǎng)節(jié)點流量守恒約束、管網(wǎng)節(jié)點能量守恒約束、管道流量上下限約束和管道熱水溫度上下限約束。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，

所述供需能量平衡約束具體為：

其中，為第i個熱源產(chǎn)生的熱量，為流經(jīng)該熱源的熱水質(zhì)量流量，和分別表示該熱源的供水溫度和回水溫度，N_HS表示熱源節(jié)點的集合；表示第j個用戶所需要的熱量，N_HC表示所有用戶節(jié)點的集合；

所述管網(wǎng)節(jié)點流量守恒約束具體為：

其中：EI(n)和EO(n)分別表示流入節(jié)點n的管道和流出節(jié)點n的管道，N表示供熱管網(wǎng)所有節(jié)點的集合，m_e表示管道e中熱水的質(zhì)量流量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述管網(wǎng)節(jié)點能量守恒約束為：

其中，和分別表示流入節(jié)點n的第e條管道中熱水的溫度和流出節(jié)點n的第e條管道中熱水的溫度，m_e表示管道e中熱水的質(zhì)量流量。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述管道流量上下限約束具體為：

m_min≤m_e≤m_max

其中，m_max和m_min分別表示管道所能允許的最大流量和最小流量；

所述管道熱水溫度上下限約束具體為：

T_min≤T_e≤T_max

其中，T_max和T_min分別表示供熱管道中熱水溫度的最大值和最小值。